第8章边坡加固穗定分析207 例83]考核通用条分法和库仑主动土压力一致性。 图8.14是从教科书(钱家欢,1990)中选出的重力式挡土墙的四个典型例子。土压力 合力作用点距墙底高h采用整个墙高H的1/3,即定义k=h/H=1/3计算的结果和由传 统的方法得到的结果的比较见表82。从这些例子可以看出,对于重力式挡土墙,通用条分 法给出的解与经典解一致 临界滑裂面 20.0kN/m2 临界清裂面 =18.5kN/D -golaN/m q=10.0kN/m2临界滑裂面 临界滑裂面 15kN/ Y.-18kN/m' 图8.14考核通用条分法和库仑主动土压力一致性例([例83]) 例84]考察通用条分法和 Terzaghi和Peck经验方法一致性例 现在,我们来考察一下本节介绍的方法与对柔性支挡结构经验方法计算成果对比情况。 相应砂性土和粘土, Terzaghi和Peck(1967建议的经验方法的土压力分布图形分别如图 812(a)和(b)示,分别意味作用点位置k=0.5和044 对于砂性土,在图815(a)所示计算简图的基础上, Terzaghi和Peck建议以下经验公式: P2=Cyn2(45°-9)/2 (8.36) 0. 6K yH 图8.15 Terzaghi和Peck建议的确定支摊墙的土压力的经验方法 (a)砂性土;(b)软粘土
第 8 章 边坡加固稳定分析 207 [例 8.3] 考核通用条分法和库仑主动土压力一致性 图 8.14 是从教科书 钱家欢 1990 中选出的重力式挡土墙的四个典型例子 土压力 合力作用点距墙底高 h 采用整个墙高 H 的 1/3 即定义k = h / H = 1/ 3 计算的结果和由传 统的方法得到的结果的比较见表 8.2 从这些例子可以看出 对于重力式挡土墙 通用条分 法给出的解与经典解一致 图 8. 14 考核通用条分法和库仑主动土压力一致性例 [例 8.3] [例 8.4] 考察通用条分法和 Terzaghi 和 Peck 经验方法一致性例 现在 我们来考察一下本节介绍的方法与对柔性支挡结构经验方法计算成果对比情况 相应砂性土和粘土 Terzaghi 和 Peck (1967)建议的经验方法的土压力分布图形分别如图 8.12(a)和(b)示 分别意味作用点位置 k =0.5 和 0.44 对于砂性土 在图 8.15(a)所示计算简图的基础上 Terzaghi 和 Peck 建议以下经验公式 ) / 2 2 tan (45 2 φ Pa = Caγ ° − (8.36) 图 8. 15 Terzaghi 和 Peck 建议的确定支撑墙的土压力的经验方法 (a) 砂性土 (b) 软粘土
208土质边坡稳定分析一原理·方法.程序 Terzaghi和Peck对Ca的建议值为065。图8.16为中=35°,H=15m时的计算简图,1为 初始滑裂面,2为临界滑裂面。表83示在φ=25°和35°情况下(y=18.2kNm3),墙高H为 5,10,15,20m的计算结果。可见,相应某一φ值,C值基本上可视为常数,与墙高H无关 在φ=25°时,这个数值约064,在p=359时,则为072。由于砂性士的摩擦角大致在25°左 右,因此,可以认为,Ca的建议值是合理的 表8.3砂性士土压力的经验方法例([例84]) 0.728 0.723 0.713 0.642 对于粘性土, Terzaghi和Peck建议的经验公式为 其中 NIH 该经验方法建议,当N24时,取m=1;当N<4时,则要求取m<1。图8.17示c=30kPa H=8m时的计算简图,1为初始滑裂面,2为临界滑裂面。表84示H=6,8,11,17,20m,c=30kPa 和50kPa的计算结果。数值计算的成果说明m值在0.6左右,与N的关系不大。计算成果 与 Terzaghi的和Peck的经验方法结果不甚一致,原因待查。 9(m) 图816[例84计算简图(砂性土) 图8.17[例8.·计算简图(粘性土) 表84粘性土例计算成果(图8.9) I1 3.96 428.34 1.558 0.600 6.12 3.847 72 2354 4.706 0.632 3.6 0.842 4.8 707.27 4.286 0.579 if O=K,N=2P/cH, K,=O/H, m=(l-Ka)N/4
208 土质边坡稳定分析 原理 ⋅ 方法 ⋅ 程序 Terzaghi 和 Peck 对 Ca的建议值为 0.65 图 8.16 为φ =35°, H=15m 时的计算简图 1 为 初始滑裂面 2 为临界滑裂面 表 8.3 示在φ =25°和 35°情况下 (γ =18.2kN/m3 ) 墙高 H 为 5, 10, 15, 20m 的计算结果 可见 相应某一φ值 Ca值基本上可视为常数 与墙高 H 无关 在φ =25°时 这个数值约 0.64 在φ =35°时 则为 0.72 由于砂性土的摩擦角大致在 25°左 右 因此 可以认为 Ca的建议值是合理的 表 8. 3 砂性土土压力的经验方法例 [例 8.4] H φ=35° φ=25° 5 0.728 0.641 10 0.716 0.643 15 0.723 0.642 20 0.713 0.642 对于粘性土 Terzaghi 和 Peck 建议的经验公式为 N m Ka 4 = 1− (8.37) 其中 c H N γ = (8.38) 该经验方法建议 当 N ≥4 时 取 m=1 当 N<4 时 则要求取 m<1 图 8.17 示 c =30kPa, H=8m时的计算简图 1为初始滑裂面 2为临界滑裂面 表8.4示H=6, 8, 11, 17, 20m c =30kPa 和 50kPa 的计算结果 数值计算的成果说明 m 值在 0.6 左右 与 N 的关系不大 计算成果 与 Terzagh 的和 Peck 的经验方法结果不甚一致 原因待查 图 8. 16 [例 8.4]计算简图 砂性土 图 8. 17 [例 8.4]计算简图 粘性土 表 8. 4 粘性土例计算成果 图 8.9 c HNPQm 11 3.96 428.34 1.558 0.600 50 17 6.12 1635 3.847 0.568 20 7.2 2354 4.706 0.632 6 3.6 93.68 0.842 0.64 30 8 4.8 284.15 2.368 0.608 11 6.6 707.27 4.286 0.579 注 Q=Ka N=2P/ cH Ka =Q/H m=(1-Ka)N/4
第8章边坡加固穗定分析209 8.2.8工程实例之一湛江市太新广场基坑失事例分析 湛江市太新广场占地面积为6849m2,拟建高为28层的塔楼和裙楼,两层地下室,地 下室基坑开挖的防护采用桩径为1.2m、桩距为1.5m的钻孔灌注桩。地面下为1.7~3,25m厚 软回填土,下为塑性砂质粘土、泥炭和粘土。表8.5示各层土的岩土力学指标,1994年9 月25日在基坑开挖深70-90m时突然发生了北面2-9轴的护坡桩倾覆的工程事故(见图 818),造成离基坑边140m左右的区城管办五层宿舍严重滑移倾斜,五层楼水平位移 240cm,最大沉降差160.5cm,楼房最大沉降260cm。详细情况见参考文献(Luel,a!.1996), 对本实例的分析包括以下两个方面 采用常规边坡稳定分析方法,确定通过桩底B点各个滑裂面的安全系数,陆培炎等 Luel,al,1996)采用了毕肖普法获得最小安全系数为1.08 2)对桩的悬臂段AB,使用本文介绍的方法确定土压力。 图819示k=13,12,2/3(h=34,5m)三种情况的临界滑裂面(分别为1,2,3),相应, Pa=456.5546795,26994kN。可见使B点获得最大力矩相应的是k=12的情况, M=46795×45=21058kNm)。而B断面能提供的最大抗弯力矩为2100kNm,说明尚不能 满足土压力造成的抗弯要求。 5层楼房 开挖 土层1 二8.D土层2 层 126 一桩土层4 cU 2-200 图8.18太新广场基坑失事例(长度单位:cm)图8.19不同的k值结果计算获得的临界滑裂面 表8.5太新广场基坑士层物理力学指标 土层性质 容重(kNm3)摩擦角p(°)粘聚力c( 砂质粘土 泥炭 10 7 8.29工程实例之二—宜兴抽水蓄能电站上库堆石坝分析 1.基本情况 宜兴抽水蓄能电站上库初步设计阶段曾比较了面板堆石坝、高挡土墙(混合坝)和重
第 8 章 边坡加固稳定分析 209 8. 2. 8 工程实例之一−−−−湛江市太新广场基坑失事例分析 湛江市太新广场占地面积为 6849m2 拟建高为 28 层的塔楼和裙楼 两层地下室 地 下室基坑开挖的防护采用桩径为 1.2m 桩距为 1.5m 的钻孔灌注桩 地面下为 1.7~3.25m 厚 软回填土 下为塑性砂质粘土 泥炭和粘土 表 8.5 示各层土的岩土力学指标 1994 年 9 月 25 日在基坑开挖深 7.0~9.0m 时突然发生了北面 2~9 轴的护坡桩倾覆的工程事故 见图 8.18 造成离基坑边 14.0m 左右的区城管办五层宿舍严重滑移倾斜 五层楼水平位移 240cm 最大沉降差 160.5cm 楼房最大沉降 260cm 详细情况见参考文献(Lu, el.,al. 1996) 对本实例的分析包括以下两个方面 1) 采用常规边坡稳定分析方法 确定通过桩底 B 点各个滑裂面的安全系数 陆培炎等 (Lu,el.,al, 1996)采用了毕肖普法获得最小安全系数为 1.08 2) 对桩的悬臂段 AB 使用本文介绍的方法确定土压力 图 8.19 示 k =1/3, 1/2, 2/3 (h=3,4,5m)三种情况的临界滑裂面 分别为 1, 2, 3 相应 Pa=456.55, 467.95, 269.94kN 可见使 B 点获得最大力矩相应的是 k =1/2 的情况 M=467.95×4.5=2105.8 (kN•m) 而 B 断面能提供的最大抗弯力矩为 2100kN•m 说明尚不能 满足土压力造成的抗弯要求 图 8. 18 太新广场基坑失事例 长度单位 cm 图 8. 19 不同的 k 值结果计算获得的临界滑裂面 表 8. 5 太新广场基坑土层物理力学指标 土层号 土层性质 容重γ (kN/m3 ) 摩擦角φ (°) 粘聚力c (kPa) 1 回填土 16 16 10 2 砂质粘土 18 15 105 3 泥炭 15 10 7 4 泥质土 18 8 8. 2. 9 工程实例之二−−−−宜兴抽水蓄能电站上库堆石坝分析 1. 基本情况 宜兴抽水蓄能电站上库初步设计阶段曾比较了面板堆石坝 高挡土墙 混合坝 和重
210土质边坡德定分析一原理·方法,程序 力坝三种方案。相关的抗滑稳定问题将在13.6节介绍。初设阶段选定了面板堆石坝方案 面板堆石坝方案下游边坡延伸高差达280m。为了缩短该段边坡,在施工设计阶段,又 再次对高挡土墙混合坝的方案进行论证。该方案包含一个高达45m的挡土墙,建于砂岩地 区,中有花岗斑岩岩脉侵入。 本工程的一个特点是填筑土修建于一个基岩面斜坡上,因此,产生主动土压力的一个 可能滑裂面是该接触面。解决本工程土压力问题,不能完全依靠库仑理论,而本章通用条 分法恰好为解决此问题提供了有用的手段 本章介绍对钢筋混凝土堆石坝(CFRD)的5个剖面进行分析的成果。计算分析针对钢筋 混凝土面板混合坝方案(标准剖面为1-1、2-2、3-3、纵2、7-8剖面)。剖面图见图820, 计算参数见表86。 又471Ls 4750 又44525 351.90 (b) 474,20 47450 又438 241899 了3R90 又346.90 图8.20标准剖面 (a)1-1剖面:(b)2-2剖面;(c)3-3剖面;(d)纵2剖面;(e)7-8剖面
210 土质边坡稳定分析 原理 ⋅ 方法 ⋅ 程序 力坝三种方案 相关的抗滑稳定问题将在 13.6 节介绍 初设阶段选定了面板堆石坝方案 面板堆石坝方案下游边坡延伸高差达 280m 为了缩短该段边坡 在施工设计阶段 又 再次对高挡土墙混合坝的方案进行论证 该方案包含一个高达 45m 的挡土墙 建于砂岩地 区 中有花岗斑岩岩脉侵入 本工程的一个特点是填筑土修建于一个基岩面斜坡上 因此 产生主动土压力的一个 可能滑裂面是该接触面 解决本工程土压力问题 不能完全依靠库仑理论 而本章通用条 分法恰好为解决此问题提供了有用的手段 本章介绍对钢筋混凝土堆石坝(CFRD)的 5 个剖面进行分析的成果 计算分析针对钢筋 混凝土面板混合坝方案 标准剖面为 1−1 2−2 3−3 纵 2 7−8 剖面 剖面图见图 8.20 计算参数见表 8.6 图 8. 20 标准剖面 (a) 1−1 剖面 (b) 2−2 剖面 (c) 3−3 剖面 (d) 纵 2 剖面 (e) 7−8 剖面